RU2154003C2 - Connection of wing and fuselage - Google Patents

Connection of wing and fuselage Download PDF

Info

Publication number
RU2154003C2
RU2154003C2 RU98109563A RU98109563A RU2154003C2 RU 2154003 C2 RU2154003 C2 RU 2154003C2 RU 98109563 A RU98109563 A RU 98109563A RU 98109563 A RU98109563 A RU 98109563A RU 2154003 C2 RU2154003 C2 RU 2154003C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuselage
wing
box
frames
torsion
Prior art date
Application number
RU98109563A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98109563A (en
Inventor
Д.М. Козлов
В.Н. Майнсков
Original Assignee
Самарский государственный аэрокосмический университет им.С.П.Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарский государственный аэрокосмический университет им.С.П.Королева filed Critical Самарский государственный аэрокосмический университет им.С.П.Королева
Priority to RU98109563A priority Critical patent/RU2154003C2/en
Publication of RU98109563A publication Critical patent/RU98109563A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2154003C2 publication Critical patent/RU2154003C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

FIELD: aeronautical engineering. SUBSTANCE: wing is secure to main frames 3 of fuselage. Each torsion box 1 of half-wing intersecting side panels of fuselage skin extends inside fuselage over distance limited by width of fuselage functional compartment 2. All fuselage frames 3 located on section of wing torsion box 1 are main frames. Structural depths of side members of main frames 3 are limited by width of fuselage functional compartment 2. Upper and lower panels of skin of torsion box 1 of each half-wing are connected inside fuselage with walls of side members of main frames 3 by means of continuous or multiple-spot seams. EFFECT: extended field of selection for rational positioning of torsion-box-type wings in fuselage height; possibility of using fuselage volume in mid-wing monoplane configuration due to exclusion of central part of torsion-box from wing construction for increase of functional compartment. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к конструкции соединения среднерасположенного по высоте кессонного или моноблочного крыла с фюзеляжем. The invention relates to the field of aeronautical engineering, in particular, to the construction of the connection of the mid-height coffer or monoblock wing with the fuselage.

Соединение крыла и фюзеляжа является одной из самых нагруженных зон конструкции планера, в которой происходит передача больших по величине усилий с крыла на силовые элементы фюзеляжа. Известна конструкция, в которой кессонная часть крыла не прерывается внутри фюзеляжа (Michael C. Y. Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, p. 406., fig. 11.5.1 (d)). Соединение крыла с фюзеляжем осуществляется путем крепления каждого лонжерона крыла к соответствующему силовому шпангоуту фюзеляжа. The connection of the wing and the fuselage is one of the most loaded areas of the airframe design, in which large-scale forces are transferred from the wing to the power elements of the fuselage. A design is known in which the wing box is not interrupted inside the fuselage (Michael C. Y. Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, p. 406., fig. 11.5.1 (d)). The wing with the fuselage is connected by attaching each wing spar to the corresponding power frame of the fuselage.

Недостатками известной конструкции являются:
- резкое ухудшение компоновочных характеристик фюзеляжа, практически исключающее использование схемы среднеплан для пассажирских и транспортных самолетов (Авиация. Энциклопедия. М.: Большая российская энциклопедия. 1994 г., с. 357.);
- высокая интенсивность усилий в зоне соединения;
- снижение ресурса конструкции в зоне соединения;
- наличие слабо нагруженных стенок лонжеронов на участке между бортами фюзеляжа;
- повышенная масса конструкции.
The disadvantages of the known design are:
- a sharp deterioration in the layout characteristics of the fuselage, virtually eliminating the use of a mid-plane scheme for passenger and transport aircraft (Aviation. Encyclopedia. M: Big Russian Encyclopedia. 1994, p. 357.);
- high intensity of effort in the connection zone;
- reducing the resource of the structure in the connection zone;
- the presence of lightly loaded walls of the side members in the area between the sides of the fuselage;
- increased weight of the structure.

Известна конструкция соединения крыла и фюзеляжа, выбранная в качестве прототипа, в которой кессон крыла ограничен бортом фюзеляжа, силовые шпангоуты фюзеляжа соединены с лонжеронами крыла, а панели обшивки фюзеляжа - с панелями кессона крыла (Michael C.Y. Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, fig. 11.5.1(c); Итоги науки и техники. Авиастроение. Т.2, ч. II. М.: ВИНИТИ, 1976 г., рис. 132). A known wing-fuselage connection design, selected as a prototype, in which the wing box is bounded by the fuselage side, the fuselage power frames are connected to the wing spars, and the fuselage skin panels are connected to the wing box panels (Michael CY Niu. Airframe Structural Design. Hong Kong: Conmilit Press LTD, 1988, fig. 11.5.1 (c); Results of science and technology, Aircraft manufacturing, Vol. 2, part II. M: VINITI, 1976, Fig. 132).

Недостатками известной конструкции являются:
- наличие поперечного стыка крыла с фюзеляжем в сильно нагруженной зоне около борта фюзеляжа, что приводит к снижению ресурса и увеличению массы конструкции;
- передача нагрузок с крыла на фюзеляж эффективна лишь для самолетов интегральной схемы. При достаточно большом, по сравнению со строительной высотой крыла, вертикальном размере сечения фюзеляжа боковые панели фюзеляжа и панели крыла расположены под углом, близким к прямому. Их взаимодействие при передаче нормальных сил, действующих в панелях крыла, не эффективно.
The disadvantages of the known design are:
- the presence of a transverse junction of the wing with the fuselage in a heavily loaded area near the side of the fuselage, which leads to a decrease in resource and an increase in the mass of the structure;
- the transfer of loads from the wing to the fuselage is effective only for aircraft integrated circuit. When the fuselage cross section is large enough in comparison with the wing height, the side panels of the fuselage and the wing panels are at an angle close to the straight line. Their interaction in the transfer of normal forces acting in the wing panels is not effective.

Поставлена задача разработать такое соединение кессонного или моноблочного крыла и фюзеляжа в схеме среднеплан, которое обеспечит повышение эффективности самолета за счет лучшего использования внутреннего объема фюзеляжа, снижения массы и повышения ресурса конструкции. The task is to develop such a combination of the caisson or monoblock wing and the fuselage in the mid-plane scheme, which will increase the efficiency of the aircraft due to the better use of the internal volume of the fuselage, reduce weight and increase the life of the structure.

Поставленная задача решается за счет того, что в соединении крыла и фюзеляжа, осуществляемом креплением кессона крыла к силовым шпангоутам фюзеляжа, согласно изобретению, кессон каждого полукрыла, пересекая боковые панели обшивки фюзеляжа, продлен внутрь фюзеляжа на расстояние, ограниченное шириной функционального отсека фюзеляжа. Все шпангоуты фюзеляжа, расположенные на участке кессона крыла, выполнены силовыми, а верхние и нижние панели обшивки кессона каждого полукрыла соединены внутри фюзеляжа со стенками силовых шпангоутов непрерывными или многоточечными швами. Строительные высоты шпангоутов также ограничены шириной функционального отсека фюзеляжа, которая определяется требованиями компоновки самолета. The problem is solved due to the fact that in the connection of the wing and the fuselage, carried out by attaching the wing box to the power frames of the fuselage, according to the invention, the box of each half wing, crossing the side panels of the fuselage skin, is extended inside the fuselage by a distance limited by the width of the functional compartment of the fuselage. All fuselage frames located on the wing caisson section are made of power, and the upper and lower panels of the casing of each half wing are connected inside the fuselage with the walls of the power frames by continuous or multipoint seams. The structural heights of the frames are also limited by the width of the functional compartment of the fuselage, which is determined by the requirements of the layout of the aircraft.

Соединение обеспечивает передачу больших нормальных сил с панелей кессона крыла на фюзеляж в распределенном виде и, как следствие, более высокий ресурс и меньшую массу конструкции. Функциональный отсек фюзеляжа остается свободным от элементов конструкции крыла. The connection provides the transfer of large normal forces from the panels of the wing box to the fuselage in a distributed form and, as a result, a longer life and lower weight of the structure. The functional compartment of the fuselage remains free of wing structure elements.

Таким образом, заявляемый способ соединения крыла и фюзеляжа соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed method of connecting the wing and the fuselage meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими защищенными патентами техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions protected by patents in this technical field did not allow to reveal in them the features that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows us to conclude that the criterion is "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлено поперечное сечение центральной части планера самолета,
на фиг. 2 представлено сечение A-A,
на фиг. 3 представлено сечение Б-Б,
на фиг. 4 представлен узел A на фиг. 1.
The invention is illustrated by drawings, where
in FIG. 1 is a cross-sectional view of the central part of an airplane glider,
in FIG. 2 shows a section AA
in FIG. 3 shows a section bB,
in FIG. 4 shows the assembly A in FIG. 1.

Кессон 1 каждого полукрыла продлен внутрь фюзеляжа на расстояние, ограниченное функциональным отсеком 2. Все шпангоуты 3, расположенные на участке кессона 1, выполнены силовыми, их строительные высоты также ограничены шириной функционального отсека 2 фюзеляжа. Кессон 1 каждого полукрыла имеет бортовую 4 и корневую 5 нервюры. Части шпангоутов 3, расположенные над кессонами и под кессонами 1 каждого полукрыла, соединены между собой через стенки лонжеронов 6 или через специальные стенки 7, установленные в кессонах 1 между бортовыми 4 и корневыми 5 нервюрами. Соединение верхних и нижних панелей обшивки кессонов 1 со стенками шпангоутов 3 выполнено посредством деталей 8, а с обшивкой 9 фюзеляжа - посредством профилей 10. Стенки 6 и 7 соединены с бортовыми нервюрами 4 стойками 11. Все соединения осуществлены непрерывными или многоточечными швами. На фигурах 1...3 швы показаны жирными линиями. The caisson 1 of each half-wing is extended inside the fuselage by a distance limited by the functional compartment 2. All frames 3 located on the section of the caisson 1 are made of power, their building heights are also limited by the width of the functional compartment 2 of the fuselage. The caisson 1 of each half-wing has a side 4 and root 5 ribs. Parts of the frames 3 located above the caissons and under the caissons 1 of each half wing are interconnected through the walls of the side members 6 or through special walls 7 installed in the caissons 1 between the side 4 and root 5 ribs. The connection of the upper and lower panels of the casing of the caissons 1 with the walls of the frames 3 is made by means of parts 8, and with the casing 9 of the fuselage by means of profiles 10. The walls 6 and 7 are connected to the side ribs 4 of the racks 11. All connections are made by continuous or multipoint seams. In figures 1 ... 3, the seams are shown in bold lines.

Детали 8 передают в распределенном виде на стенки силовых шпангоутов 3 нормальные усилия, действующие в панелях обшивки кессонов 1 от изгиба крыла. Details 8 transmit in normal form to the walls of the power frames 3 normal forces acting in the panels of the skin of the caissons 1 from the bend of the wing.

Стойки 11 передают перерезывающие силы со стенок лонжеронов 6 на силовые шпангоуты 3. Racks 11 transmit cutting forces from the walls of the side members 6 to the power frames 3.

Профили 10 передают на обшивку 9 фюзеляжа усилия в панелях обшивки кессонов 1, действующие вдоль оси фюзеляжа. The profiles 10 transmit forces to the fuselage skin 9 in the casing panels 1, acting along the axis of the fuselage.

Заявляемое для признания изобретением соединение крыла с фюзеляжем обеспечивает новый технический эффект, заключающийся в:
- лучшем использовании внутреннего объема фюзеляжа в схеме среднеплан за счет исключения центральной части кессона центроплана из конструкции крыла и использования освободившегося объема для увеличения функционального отсека фюзеляжа;
- расширении возможностей для выбора рационального размещения крыла по высоте фюзеляжа;
- снижении массы и повышении ресурса конструкции за счет уменьшения усилий, передаваемых силовыми шпангоутами фюзеляжа, соединенными с лонжеронами крыла, путем включения в работу всех шпангоутов, расположенных на участке кессона крыла и, как следствие, снижения концентрации усилий в силовых шпангоутах; снижения концентрации усилий в корневой части крыла в зонах около лонжеронов; отсутствия слабо нагруженных в известных конструкциях стенок лонжеронов центральной части кессона центроплана, исключенной из конструкции крыла в предлагаемом решении.
The inventive connection of the wing with the fuselage provides a new technical effect, which consists in:
- the best use of the internal volume of the fuselage in the midplane scheme by eliminating the central part of the center section box from the wing structure and using the vacated volume to increase the functional compartment of the fuselage;
- expanding opportunities for choosing the rational placement of the wing along the height of the fuselage;
- reducing the mass and increasing the life of the structure by reducing the forces transmitted by the power frames of the fuselage connected to the side members of the wing, by including all frames located on the section of the wing box and, as a result, reducing the concentration of forces in the power frames; reducing the concentration of effort in the root part of the wing in areas near the spars; the absence of lightly loaded in the known wall structures spars of the central part of the center section box excluded from the wing structure in the proposed solution.

Наибольший эффект от использования заявляемого решения может быть достигнут для летательных аппаратов, у которых ширина поперечного сечения фюзеляжа больше его высоты, например для летательных аппаратов с аэродинамически несущими фюзеляжами. The greatest effect of the use of the proposed solution can be achieved for aircraft in which the width of the cross section of the fuselage is greater than its height, for example, for aircraft with aerodynamically bearing fuselages.

Claims (1)

Соединение крыла и фюзеляжа, осуществляемое креплением крыла к силовым шпангоутам фюзеляжа, отличающееся тем, что кессон каждого полукрыла, пересекая боковые панели обшивки фюзеляжа, продлен внутрь фюзеляжа на расстояние, ограниченное шириной функционального отсека фюзеляжа, все шпангоуты фюзеляжа, расположенные на участке кессона крыла, выполнены силовыми, строительные высоты их боковин также ограничены шириной функционального отсека фюзеляжа, а верхние и нижние панели обшивки кессона каждого полукрыла соединены внутри фюзеляжа со стенками боковин силовых шпангоутов непрерывными или многоточечными швами. The connection of the wing and the fuselage by fixing the wing to the power frames of the fuselage, characterized in that the caisson of each half wing, crossing the side panels of the fuselage skin, is extended inside the fuselage by a distance limited by the width of the functional compartment of the fuselage, all the fuselage frames located on the wing section power, the construction heights of their sidewalls are also limited by the width of the functional compartment of the fuselage, and the upper and lower panels of the casing of each half wing are connected inside the fuselage with the walls of the sides of the power frames continuous or multipoint seams.
RU98109563A 1998-05-18 1998-05-18 Connection of wing and fuselage RU2154003C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98109563A RU2154003C2 (en) 1998-05-18 1998-05-18 Connection of wing and fuselage

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98109563A RU2154003C2 (en) 1998-05-18 1998-05-18 Connection of wing and fuselage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98109563A RU98109563A (en) 2000-02-27
RU2154003C2 true RU2154003C2 (en) 2000-08-10

Family

ID=20206230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98109563A RU2154003C2 (en) 1998-05-18 1998-05-18 Connection of wing and fuselage

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2154003C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8016236B2 (en) * 2007-04-04 2011-09-13 The Boeing Company Method and apparatus for attaching a wing to a body
RU2456204C2 (en) * 2007-04-26 2012-07-20 Эйрбас Оперейшнс Гмбх Aircraft wing-fuselage section
RU2482997C2 (en) * 2007-12-30 2013-05-27 Эрбус Оперейшнс Гмбх Aircraft wing-fuselage assembly component for connection of two wings and fuselage section
RU2682697C1 (en) * 2018-02-15 2019-03-20 Публичное акционерное общество (ПАО) "Туполев" Design of connection of console wing with fuselage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Житомирский Г.И. Конструкция самолетов. - М.: Машиностроение, 1991, с.83, 89, 90, 103 и 194. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8016236B2 (en) * 2007-04-04 2011-09-13 The Boeing Company Method and apparatus for attaching a wing to a body
RU2456204C2 (en) * 2007-04-26 2012-07-20 Эйрбас Оперейшнс Гмбх Aircraft wing-fuselage section
US8322656B2 (en) 2007-04-26 2012-12-04 Airbus Operations Gmbh Wing-fuselage section of an aircraft
RU2482997C2 (en) * 2007-12-30 2013-05-27 Эрбус Оперейшнс Гмбх Aircraft wing-fuselage assembly component for connection of two wings and fuselage section
RU2682697C1 (en) * 2018-02-15 2019-03-20 Публичное акционерное общество (ПАО) "Туполев" Design of connection of console wing with fuselage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106335629B (en) Fuselage spar structure with continuous integral fastened upper and lower chord sections
US20110180660A1 (en) Aircraft having a lambda-box wing configuration
FR2523072B1 (en)
EP2477890A1 (en) Removable horizontal stabilizer for helicopter
RU2154003C2 (en) Connection of wing and fuselage
US10870488B2 (en) Braced wing aircraft
RU2268196C1 (en) Wing-and-fuselage joint
RU2481243C1 (en) Aircraft wing and outer wing joint assembly
CN212401540U (en) Aircraft body and rotor craft thereof
KR102130467B1 (en) Braced wing aircraft
US1775386A (en) Aircraft supporting and controlling surface
CN113581476A (en) Engine back support structure and airplane
CN108622368A (en) Aircraft wing, space frame and the method for manufacturing aircraft
RU2349497C2 (en) Aircraft fuselage of integrated or carrier structure
CN112960111A (en) Cabin door assembly of aircraft main landing gear cabin
RU2807556C1 (en) Tactical aircraft with increased aerodynamic characteristics
RU2682697C1 (en) Design of connection of console wing with fuselage
Selberg et al. Aerodynamic-structural optimization of positive/negative stagger joined wing configurations
RU2174931C2 (en) Aircraft antenna fairing
CN212998380U (en) Light fuselage skeleton structure of airplane model
CN212313861U (en) Unmanned aerial vehicle and wing thereof
CN115056962B (en) Upper single-wing aircraft wing body connecting structure
CN218317257U (en) Aircraft wing body tie-beam structure
CN219225719U (en) Low-speed simulated aircraft
CN109720570A (en) A kind of floating drum connection structure of large size amphibious aircraft